Соединение трехфазного источника напряжения и нагрузки треугольником

Рис. 19.1.

Соединение трехфазного источника напряжения и нагрузки треугольником показано на рис. 19.1. Все фазы такой цепи работают независимо друг от друга, так как каждая фаза источника напряжения подключена непосредственно к соответствующей фазе нагрузки.

Токи называются фазными, потому что это токи фаз нагрузки. Токи называются линейными, так как это токи в линейных проводах.

Напряжения являются одновременно фазными и линейными, так как это напряжения фаз источника и нагрузки, а также напряжения между линейными проводами.

Рассмотрим уравнения, описывающие состояние рассматриваемой цепи. Согласно уравнениям фаз нагрузки (по закону Ома):

По 1-му закону Кирхгофа для узлов цепи:

Для пояснения уравнений построим векторные диаграммы. Рассмотрим некоторые конкретные типы нагрузок.

Простейший случай симметричной резистивной нагрузки показан на рис. 19.2. Из этой диаграммы видно, что для симметричной нагрузки

На рис. 19.3 показана несимметричная резистивная нагрузка - в разных фазах разные резисторы.

На рис. 19.4 изображена диаграмма напряжений и токов несимметричной нагрузки, у которой в фазу ab включен резистор, в фазу bc – активно-индуктивный элемент, в фазу ca – активно-емкостной элемент. Главное отличие последнего случая от предыдущих – сдвиги фаз между напряжениями и токами в фазах bc и ca.

Рис. 19.2.
Рис. 19.3.
Рис. 19.4.

Активную мощность трехфазной нагрузки при соединении треугольником можно измерить "методом двух ваттметров". Схема измерения показана на рис. 19.5. Общая активная мощность нагрузки равна сумме показаний ваттметров: . Это можно доказать, используя законы Кирхгофа.

По определению

.

С другой стороны,

Здесь использованы выражения линейных токов через фазные, а также равенства , , последнее из которых представляет собой 2-й закон Кирхгофа для напряжений цепи.

В случае симметричной нагрузки можно измерить мощность только одной фазы и умножить ее на три.

Рис. 19.5.